遗传物质的改变

主要内容 染色体结构变异 染色体数目变异 基因突变 DNA 损伤修复

正确重接→重新愈合，恢复原状； 错误重接→产生结构变异； 保持断头→产生结构变异。 染色体结构的变异 变异的原因 内环境：细胞内的营养、温度、生理等异常的变化 外环境：物理诱变因素和化学药剂等 染色体结构变异假说及结构变异种类 断裂重接假说 正确重接→重新愈合，恢复原状； 错误重接→产生结构变异； 保持断头→产生结构变异。

染色体结构变异类型 1、 缺失 2、 重复 3、 倒位 4、 易位

缺失(deficiency) 概念 染色体丢失了带有基因的某一区段——缺失 类型 ①顶端缺失(terminal deficiency)：指缺失的区段位于染色体某臂的外端。 ②中间缺失(interstitial deficiency)：指缺失的区段位于染色体某臂的中间。

缺失形成的机理

缺失的细胞学鉴定 顶端缺失 有丝分裂出现因断裂—融合→双着丝粒染色体——后期染色体桥。 减数分裂联会时，有未配对的游离区段 中间缺失 减数分裂染色体联会时形成缺失环。

断裂—融合—桥 顶端缺失的形成(断裂) 复制 姊妹染色单体顶端断头连接(融合) 有丝分裂后期桥(桥) 新的断裂

缺失染色体的联会

缺失的细胞学特征

果蝇唾腺染色体的缺失

缺失的遗传效应 缺失的后果 打破了基因的连锁平衡，基因所控制的生物功能或性状丧失或异常。 缺失的危害程度 取决于缺失区段的大小、缺失区段所含基因的多少、缺失基因的重要程度、染色体倍性水平。

缺失杂合体的假显性现象

重复(duplication) 顺接重复：指重复区段的基因序列与原染色体上基因的序列相同的重复。 概念：正常染色体增加了与自己某一区段相同的结构变异叫重复。增加了的这一区段叫重复片段。 类别 顺接重复：指重复区段的基因序列与原染色体上基因的序列相同的重复。 反接重复：指重复区段内的基因顺序发生了180度颠倒，与自己序列相反的重复。

重复的类别

重复形成的机理

重复是由同源染色体的不等交换产生的

重复的细胞学鉴定 细胞学特征 同源染色体联会时可见： 重复环 染色体末端不配对而突出

重复的细胞学特征 a b c d e f g e f g a b c d e f

重复的遗传效应 重复对基因平衡的影响：扰乱了生物体本身基因固有的平衡体系，影响了个体的生活力。 有害程度：取决于重复区段基因数量的多少及其重要性，与缺失相比，有害性相对较小，但若重复区段过长，往往使个体致死。 对育性的影响：重复杂合体一般败育。

倒位(inversion) 臂内倒位(paracentric inversion) ：指倒位发生在染色体的某一臂内，又称为一侧倒位。 概念：正常染色体某一区段的基因序列发生了180°颠倒的现象。倒位染色体上的基因总量不变。 类别 臂内倒位(paracentric inversion) ：指倒位发生在染色体的某一臂内，又称为一侧倒位。 臂间倒位(pericentic inversion)：指倒位发生在两臂之间，（含着丝粒），又称为两侧倒位。

臂内倒位与臂间倒位

倒位形成的机理

倒位的细胞学鉴定 细胞学特征 同源染色体联会时： 倒位区段过长——倒过来配对，其余游离 倒位区段较短——正常部分配对，其余不配对 倒位区段适中——形成倒位圈

倒位杂合体的联会

倒位的遗传效应 对基因关系的影响： 倒位改变了基因间的连锁关系；降低了到位环内的基因间的重组率。 有害程度： 取决于倒位区段的长短，倒位区段过长往往致死。

易位(translocation) 概念：两个非同源染色体间发生片段转移的现象称为易位。有人称之为非法交换。 类别 相互易位(reciprocal translocation)：指两个非同源染色体都断开，两个断片交换重接到两条被折断的非同源染色体上的现象。 简单易位(simple translocation)(单向)：指一个染色体上的某一区段转移到了另一非同源染色体上的现象，故又称为转移。

易位形成的机理

相互易位的细胞学鉴定 相互易位杂合体同源染色体联会时 粗线期呈十字形配对 中期I呈8字形或圆环形 相互易位纯合体：同源染色体联会一切正常。

易位杂合体的联会和分离 说明四个着丝粒是随机趋向两极的

易位的遗传效应 改变了连锁基因间的重组率——易位改变了基因间的连锁关系，抑制了正常连锁群的重组；易位杂合体半不育 出现假连锁现象——因易位改变了基因间的连锁关系，使本应独立遗传的基因出现连锁——假连锁。

染色体数目变异

二倍体物种的配子具有的全部染色体称为该属的一个染色体组 染色体基数(x)：一个染色体组的染色体数目 染色体组及其倍数性 染色体组(genome)及其基本特征 二倍体物种的配子具有的全部染色体称为该属的一个染色体组 染色体基数(x)：一个染色体组的染色体数目

整倍体(euploid) 整倍体：染色体组成是染色体组整倍性的生物个体 具有三个或三个以上染色体组的整倍体 单倍体 二倍体 多倍体(polyploid)： 具有三个或三个以上染色体组的整倍体

多倍体的同源性与异源性 同源多倍体(autopolyploid)：同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种，一般是在二倍体基础上增加染色体组得到 异源多倍体(allopolyploid)：异源多倍体是指增加的染色体组来自不同物种，一般是由不同种、属间的杂交种染色体加倍形成的

非整倍体(aneuploid) 指体核内的染色体不是染色体组的完整倍数，与该物种正常合子(2n)多/少一条以至若干条的现象 非整倍体： 指体核内的染色体不是染色体组的完整倍数，与该物种正常合子(2n)多/少一条以至若干条的现象 超倍体(hyperploid)：染色体数多于2n 亚倍体(hypoploid)：染色体数少于2n 非整倍体的类型 三体(trisomic): 2n＋1 单体(monosomic): 2n－1 双三体(double trisomic): 2n＋1＋1 双单体(double monosomic): 2n－1－1 四体(tetrasomic): 2n+2 缺体(nullisomic): 2n-2

基因突变

基因突变的概念 基因突变：广义的基因突变包括染色体突变和点突变，点突变指得是DNA序列中单个或多个碱基对的改变，通称为基因突变

基因突变的类型 碱基置换：一种碱基被另一种碱基替代 转换（同种类型碱基互换） 颠换（不同类型碱基互换） 移码突变：在DNA碱基序列中插入或删除一个或多个碱基（非3的倍数），导致该插入点之后的三联体密码子阅读框发生改变，导致后面氨基酸都发生错误

DNA损伤修复 光复活 切除修复 重组修复

光复活photoreactivation 紫外线照射会引起DNA的变化，其中最明显的变化便是同一条链上相邻的两个嘧啶形成嘧啶二聚体 嘧啶二聚DNA结构局部变型，严重影响DNA的复制和转录

光复活 参与光复活的是光复活酶，该酶可在黑暗除识别出紫外线照射形成的嘧啶二聚体，并与之结合形成酶和DNA的复合物，之后如果有可见光照射提供能量，则光复活酶可以解开二聚体，然后酶从复合物中释放出来，修复完成

切除修复excision repair 需要哪些酶参与？ 这种修复是利用双链DNA中一段完整的互补链恢复损伤链丢失的信息。切除修复不仅能除去嘧啶二聚体，而且还可以除去DNA上的其它损害 需要哪些酶参与？

重组修复recombination repair DNA分子复制，越过嘧啶二聚体，在二聚体对面留下缺口 核酸内切酶在完整的DNA分子上形成一个切口，使有切口的DNA链与极性相同的但有缺口的DNA链的游离端互换 二聚体对面的缺口现在由新核苷酸片段弥补，该片段以完整的DNA分子为模板合成的 连接酶使新旧链链接，完成重组修复

人类遗传病

近年来，随着医疗技术的发展和医药卫生条件的改善，人类传染性疾病已得到控制，但人类的遗传性疾病的发病率和死亡率却有逐年增高的趋势，遗传病已成为威胁人类健康的一个重要因素！

概念：遗传病是指因遗传物质不正常引起的先天性疾病，通常分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三类。

统计表明，我国人口中有1/5到1/4的人患有危害轻重不同的遗传病！ 基因遗传病约3%-5%， 多基因遗传病约15%-20%， 染色体异常遗传病约0.5%-1%

单基因遗传病：受一对等位基因控制的遗传病。 主要有两类： １、显性遗传病： 　　如软骨发育不全是由常染色体上的显性基因Ａ控制的遗传病；抗维生素Ｄ佝偻病是由Ｘ染色体上的显性基因控制的。

是由X染色体上显性基因控制的一种显性遗传病。患者对磷、钙吸收不良而导致骨发育障碍。 抗维生素Ｄ佝偻病 是由X染色体上显性基因控制的一种显性遗传病。患者对磷、钙吸收不良而导致骨发育障碍。

一种常染色体上显性遗传病(显性致病基因引起的)。这种病的患者表现出异常的体态：四肢短小畸形，上臂和大腿表现得尤为明显； 腰椎过度前凸；腹部明显隆起；臀部后凸；患者身材短小。据研究，软骨发育不全是由致病基因A导致长骨端部软骨细胞的形成出现障碍而引起的一种侏儒症。这种病的纯合子患者的病情严重，大多数死于胎儿期或新生儿期。 软骨发育不全

２、隐性遗传病：由隐性基因控制的遗传病。如白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症、进行性肌营养不良等。

苯丙酮尿症 智力低下，60%患儿有脑电图异常。头发细黄，皮肤色浅和虹膜淡黄色，惊厥，尿有“发霉”臭味或鼠尿味。

一种由位于X染色体上隐性致病基因控制的一种遗传病。患儿由于肌肉萎缩、无力而导致行走困难，患病后期双侧腓肠肌呈假性肥大，患儿多于4-5岁发病，20岁以前死亡。 进行性肌营养不良

一种皮肤及其附属物色素缺乏的遗传病。患者皮肤呈白色，毛发银白或淡黄色；虹膜呈淡红色或淡灰色。白化病的发病是由于黑色素代谢障碍所致。白化病有多种遗传方式。全身性白化病属常染色体隐性遗传方式。局部白化病为常染色体显性遗传，眼白化病可为Ｘ伴性隐性或常染色体隐性遗传。白化病遍及全世界，总发病率为1/10000～1/20000。对白化病目前尚无有效的治疗方法，因此应以预防为主。 白化病

（二）多基因遗传病：由多对等位基因控制。常表现出家族性聚集现象，且比较容易受环境影响。 唇裂 较常见的有唇裂（俗称兔唇）、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。

（三）染色体异常遗传病 患者大多寿命短暂，甚至在胚胎期就死亡造成流产。较常见的有21三体综合症（先天性愚型）和Turner综合症（性腺发育不良）等。

患者身体比较矮小，肘常外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈。外观虽然表现为女性，但是性腺发育不良，乳房不发育，因而没有生育能力。 Turner综合症 患者缺少了一条X染色体。 患者身体比较矮小，肘常外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈。外观虽然表现为女性，但是性腺发育不良，乳房不发育，因而没有生育能力。

属于常染色体异常，是由于第21号染色体比正常人多了一条。患者智力低下，发育缓慢。 先天性愚型 属于常染色体异常，是由于第21号染色体比正常人多了一条。患者智力低下，发育缓慢。